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Revista científica CENTROS, Universidad de Panamá.
14 de diciembre de 2014 – Vol. 3 Núm. 2 ISSN: 2304-604X pp. 31-42
EVALUACION DE BACTERIAS HETEROTROFICAS EN TANQUES DE
ALMACENAMIENTO DE AGUA POTABLE DE LA REGION DE AZUERO DURANTE
LA EPOCA SECA Y LLUVIOSA
Alexis De La Cruz L.
Universidad de Panamá
Centro Regional Universitario de Azuero.
E-mail: alexisdelac@gmail.com.
RESUMEN
Durante los últimos tiempos la calidad bacteriológica del agua se ha visto deteriorada,
principalmente a nivel de los sistemas de reservas y redes de distribución, de allí, que el
objetivo de este estudio consistió en evaluar la calidad bacteriológica de tres tanques de
almacenamiento de agua potable de la región de Azuero y así determinar si cumplen con
las normas de agua potable establecidas por las normas técnicas panameñas de agua
potable (DGNTI-COPANIT 395). Para la metodología se tomaron muestras de agua en
los diferentes tanques de Parita, La Villa de Los Santos y Chitré, todos suplidos por las
distintas potabilizadoras del Instituto de Acueductos y Alcantarillados Nacionales
(IDAAN). Para los análisis bacteriológicos, se utilizó la técnica de membrana filtrante de
acuerdo al Standard Methods of Examination of Water and Waste Water, además de
medir parámetros como cloro residual, pH, y temperatura. Los resultados obtenidos nos
permitieron verificar que, a pesar de que se encontraron colonias de bacterias
heterotróficas en las muestras de agua procedentes de los distintos tanques de
almacenamiento (Rufina Alfaro en La Villa de Los Santos, Roberto Reina en Chitré y de
Parita), los promedios no superaron los niveles establecidos por la norma que es de 500
UFC/ml, cumpliendo con la norma; al aplicar la evaluación estadística de ANOVA y
correlación, se encontraron diferencias significativas (F: 9.04; P: 0.0002), entre los tres
tanques de almacenamiento. Cabe resaltar que el tanque con mayor recuento bacteriano
fue el de Chitré. En cuanto a la época, los mayores recuentos se dieron en la estación
lluviosa. Igualmente se demostró una fuerte correlación entre el factor temperatura y la
presencia de colonias heterotróficas en los tanques de almacenamiento. Se concluye
que, a pesar de las diferencias estadísticas, los análisis bacteriológicos demostraron que
los tanques cumplen con las normas técnicas de agua potable.
PALABRAS CLAVES: Bacterias heterotróficas, tanques de almacenamiento, época seca
y lluviosa, membrana filtrante.
ABSTRACT
The objective of this study consisted in assessing the bacteriological quality of storage
tanks for drinking water in the region of Azuero and determinate whether they meet
drinking water standards set by Panamanian standards of water drinking (DGNTICOPANIT 395). For the methodology took samples of water in the different tank of Parita,
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La Villa de Los Santos and Chitré, all supliess by the different purification of the Institute
of aqueducts and sewer national (IDAAN), for the bacteriological analysis, we used the
technique of membrane filter according to standard Methods of Examination of water and
Waste Water, as well as measuring parameter as residual chlorine and pH. The results
obtained allowed us to verify to found colonies of heterotrophic bacteria in water samples
from different storage tanks (Rufina Alfaro in la Villa, Roberto Reina in Chitre and Parita),
averages do not exceed levels established by the standard is of 500 UFC/ml, complying
with the standard; to apply the statistical evaluation of ANOVA and correlation, found
significant differences (F: 9.04); (P: 0.0002), between the three storage tanks, worth
noting that the tank with higher bacterial count was Chitre. As regards the time, higher
counts were in the rainy season. Also showed a strong correlation between the
temperature factor and the presence of heterotrophic colonies in storage tanks. It is
concluded that despite the statistical differences, the bacteriological analysis showed
tanks to meet the technical standards of drinking water.
KEYWORDS: Heterotrophic bacteria, storage tank, dry and rainy time, filter membrane.
INTRODUCCION
El agua que sale de las plantas potabilizadoras, sufre un deterioro en su calidad
bacteriológica, al ser almacenadas y luego repartida a través de un sistema de
distribución, principalmente por fallas a nivel de ruptura, contaminación cruzada,
acumulación de sedimentos en sistemas de reserva, los cuales muchas veces no son
controlados y puede representar un problema de salud pública.
Por otro lado los tanques de almacenamiento de agua juegan un papel básico para el
diseño de sistemas de distribución del agua, tanto desde el punto de vista económico,
así como por su importancia en el funcionamiento hidráulico del sistema. Estos sirven de
depósito de agua permanente con disponibilidad para los usuarios en horas de máximo
consumo y permiten el almacenamiento en horas de bajo consumo (Castro y Quiróz,
2003).
Aunque el agua reúna las condiciones de potabilidad establecida, puede deteriorarse
antes de llegar al consumidor, si los tanques de almacenamiento no reúnen las
condiciones adecuadas de seguridad y salubridad. En muchos lugares, estos tanques
permanecen abiertos y no se limpian con frecuencia, lo cual ocasiona que el cloro
residual se pierda y estimule la proliferación de microorganismos (Sánchez, 2009).
Es por ello que la contaminación microbiológica de los tanques puede deberse a la
infiltración de contaminantes por la fugas del sistema de distribución de agua, así como
por microorganismos suspendidos en la atmósfera, afectando directamente la calidad del
agua (McJunkin, 1993).
De acuerdo a un trabajo similar, realizado a tanques de almacenamiento de agua en
México, se demostró que el desarrollo de bacterias heterotróficas se debe al material del
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cual están recubiertos, que es un solvente de polímero orgánico, constituyéndose en un
nutriente orgánico y de protección para estas bacterias (Marcos, 2005).
En esa misma línea de investigación, Cruz et al., (2008) realizaron un estudio en plantas
potabilizadoras de Chitré y los santos encontrando diferencia significativa, en cuanto
heterotróficas en agua cruda y tratada.
Otras evaluaciones realizadas con este grupo de bacterias, han demostrado que las
mismas, son capaces de adherirse y colonizar los biofilms de las tuberías madres
teniendo así la capacidad de sobrevivir en ambientes de agua destilada. Liberándose
así las biopeliculas en la fase de agua presentando así un riesgo potencial para la
salud humana (Hadarlo y Edberg, 1997)
De esta forma las bacterias heterotróficas pertenecen al grupo de las enterobacterias
que son negativas a la tinción de gram, con forma bacilar, aerobios o anaerobios
facultativos, con algunos géneros que fermentan ciertos carbohidratos, reducen por lo
general los nitratos y necesitan de compuestos orgánicos para energía y duplicación.
Algunas de éstas proceden de las heces fecales; sin embargo son indicadores de
mantenimiento de la calidad de agua en los tanques y redes de distribución, así como
durabilidad de los procesos de tratamiento y desinfección de las plantas potabilizadoras
(Acosta et al., 2008).
Muchas de estas bacterias no son patógenas al hombre, pero se convierten en bacterias
oportunistas cuando ocurren de fallos en los procesos de tratamiento y problemas de
vulnerabilidad inmunológica (Castro et al., 2003).
En realidad las bacterias heterotróficas no son perjudiciales, pero sirven como un
indicador potencial de coexistencia de microorganismos patógenos oportunistas más allá
de ciertos niveles (Marco, 2005). Es así que los volúmenes de agua almacenados en
grandes tanques se mezclan e intercambian, causando la disposición natural de
sedimentos que llega a ser inestable, liberando bacterias viables de las placas
biofílmicas hacia el flujo principal del agua, muchas de las cuales son bacterias
heterotróficas (Camacho et al., 2009).
La presencia de estas bacterias heterotróficas está influenciada por factores como altas
temperaturas, presencia de grandes cantidades de sedimentos, la nula o escasa
presencia de cloro libre y los largos periodos de tiempos de almacenamiento de las
masas de agua (Anzueto et al., 2006).
Entre las bacterias heterotróficas cuya fuente de carbono y energía son compuestos
orgánicos, se encuentran los géneros: Klebsiella sp., Enterobacter sp., Aeromona
sp., Acinetobacter sp., Serratia sp., entre otras (Rangel et al., 2008).
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De acuerdo al reglamento técnico de Agua Potable-DGNTI-COPANIT-395, en las
normas biológicas, las bacterias heterotróficas no están normadas, pero se toman como
referencia valores guías internacionales como, por ejemplo, el de la Organización
Mundial de la Salud (OPS), que establece que se puede permitir hasta un valor máximo
de 500 Unidades formadoras de colonias de bacterias heterotróficas (UFC) por cada
mililitro de agua analizada (MICI-Normas Técnicas de Agua Potable, 1995). De aquí que
el objetivo de este trabajo fue el de evaluar la calidad bacteriológica por heterótrofos en
los Tanques de Almacenamiento que abastecen las ciudades de Chitré, Parita y Los
Santos, y verificar si cumplen con las normativas y si existen diferencias entre los tres
tanques. Es evidente que no se realizan limpiezas a nivel de los tanques de
almacenamiento de agua potable del IDAAN, por ello es necesario evaluar la calidad
bacteriológica por bacterias heterotróficas del agua de reserva en tres tanques de
almacenamiento, durante la época seca y lluviosa, que se entrega a la población de la
Región de Azuero.
PARTE EXPERIMENTAL
Área de Investigación y Diseño:
Para este estudio, de carácter descriptivo, expofacto, se seleccionaron al azar tres
tanques de almacenamiento de agua que corresponden a cada una de las tres plantas
potabilizadoras, ubicadas en la península de Azuero, las cuales fueron: en Chitré,
Herrera (Ing. Roberto Reina), en La Villa de Los Santos (Planta Rufina Alfaro), en
Parita, Herrera (Planta de Parita), se monitorearon durante los meses de octubrenoviembre de 2009, para la época lluviosa y marzo-abril de 2010, para la época seca,
un total de 27 muestras de agua semanales (9 muestras de agua de cada tanque), para
un total de 108 muestras durante cada uno de los dos meses; por época se tomaron 216
muestras, totalizando 432 muestras.
Nuestras variables constituyeron: cada uno de los tanques de almacenamiento de
agua, monitoreado tanto en época seca como la lluviosa, así como los parámetros
microbiológicos de recuento de bacterias heterotróficas.
Hipótesis de Investigación: para este estudio se planteó, determinar si hay diferencias
en la calidad de agua por recuento de bacterias heterotróficas entre cada uno de los
tanques de almacenamiento de agua de los distintos distritos, tanto en la época seca y
lluviosa,
La metodología de análisis microbiológico de las muestras de agua, consistió en lo
establecido en el Sthandar Methods of Examination of Water and Waste Water
(APHA,AWWA, WWA, 1995), establecido para los parámetros de recuento de bacterias
heterotróficas en agua por la técnica de membrana filtrante, la que consiste en hacer
pasar un volumen de 100 ml de muestra de agua potable (con cloro), a través de un
sistema de filtración (tipo Millipore, Gelman), con membrana de porosidad de 0.45 Um,
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específico para atrapar bacterias, las cuales luego de ser filtradas, las membranas
fueron cultivadas en un medio de Agar para bacterias Heterotroficas (Agar mHPC),
servidos en platos de 47 mm de diámetro de tamaño; estos últimos fueron incubados por
un periodo de 5 días a temperatura de 28oC, los cuales fueron observados durante cada
uno de los 5 días. La cuantificación final de heterotróficas se basó en el criterio de
observar todas las colonias que crecieron con diferentes tonalidades de colores y
tamaño de colonias, usando la siguiente fórmula:
Unidad Formadora de Colonia (UFC/100 ml): Número colonias de bacterias contadas
X 100 /volumen de muestra filtrada.
Durante el monitoreo en campo se tomaron factores cualitativos (parámetros físico
químicos) por
métodos de comparación colorimétrica, como los datos de pH,
temperatura y cloro residual (libre).a través de equipo de comparación visual de pH y
cloro marca HACH y por otro lado la temperatura con un termómetro escala 100 oC
(grados celcius)
Análisis estadísticos: Para los análisis de los datos se corrieron las pruebas
estadísticas Anova y Correlación de Pearson.
RESULTADOS Y DISCUSION.
Al hacer la evaluación de los resultados obtenidos, podemos observar que en la época
seca, se obtuvieron los más altos niveles de bacterias heterotróficas, con una diferencia
significativa a un nivel de probabilidad de 1% (F: 81.60: P: 0.0001), tal como se muestra
en el Cuadro No.1.
Es importante resaltar que la temperatura es un factor influyente en la proliferación
mayor de las bacterias heterotróficas durante la época seca. De manera similar el
trabajo realizado por Marco., (2005), sobre la caracterización microbiológica y físico química en la red de distribución del, Valle del Cauca Colombia, se encontró mayor
proliferación de bacterias heterotróficas durante los meses de temperaturas más altas.
Cuadro No. 1: Análisis de Varianza entre las bacterias heterótrofas evaluadas con
respecto a las distintas épocas (seca y lluviosa).
Fuente
DF
Suma de
Cuadrado de
F-valor
Pr>F
cuadrado
la media
1
961.495750
961.495750
81.60
<.0001**
Modelo
176
2073.936511
11.783730
Error
177
3035.432261
Total
correcto
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El hecho de realizar la evaluación de los niveles de unidades formadoras de colonias de
bacterias heterotróficas tanto para la época seca (mes de febrero y marzo), y la época
lluviosa (invierno) (mes de octubre y noviembre), como se observa en la gráfica No.1,
muestra que en la época seca (verano), para los tres tanques de almacenamiento de
agua, se registra con mayores recuentos de estas bacterias.
Figura No. 1: Evaluación de Unidades Formadoras de Bacterias Heterotróficas entre la época seca
y la lluviosa, durante el estudio.
Al hacer una evaluación de los resultados bacteriológicos entre los tres tanques de
almacenamiento de agua, se registraron diferencias altamente significativas (F: 9.04; P:
0.002), entre los tres. Así el tanque de almacenamiento con mayor recuento,
principalmente para la época seca, fue el que abastece a la potabilizadora Ing. Roberto
Reina, en Chitré, provincia de Herrera, siendo los tanques de Parita y de La Villa de Los
Santos (Rufina Alfaro), los que exhibieron más bajos resultados, tal como se muestra en
el cuadro No. 2., de análisis de varianza a nivel de tanques.
Cuadro No. 2: Análisis de Varianza entre las bacterias heterótrofas evaluadas a
nivel de tanques de almacenamiento de agua.
Fuente
Fuente
Modelo
Error
DF
DF
2
175
Suma de
cuadrado
Suma de
cuadrado
284.123979
2751.30828
Recibido: 14/11/14; Aceptado: 9/12/14
Cuadrado de
la media
Cuadrado de
la media
142.061990
15.721762
F-valor
Pr>F
F-valor
Pr>F
9.04
0.0002
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Resultados similares se ubicaron en un estudio análogo por Cruz et al., (2008), a nivel
de las potabilizadoras Rufina Alfaro y la de Chitré, que presentó mayores reportes de
cómputos microbiológicos para la planta Ing. Roberto Reina, ubicada en Chitré, Herrera.
Adicionalmente, esta investigación tomó en cuenta la evaluación de parámetros físicoquímicos como el cloro residual, la turbiedad, el pH, y la temperatura. Respecto al cloro
residual, se encontraron diferencias altamente significativas (F: 9.29; P: 0.0001),
observándose un pequeño incremento en el tanque de Chitré, principalmente en época
seca, de manera similar para el tanque de la Villa de Los Santos, donde entre ambos
tanques de almacenamiento de agua no hay diferencia para este parámetro, pero sí
muestra una diferencia respecto al tanque de Parita, que reportó las concentraciones
más bajas de cloro residual. Respecto a las épocas no hubo diferencias significativas en
cuanto al cloro residual, (ver cuadro No. 3 y gráfica No. 2). Con respecto a la turbiedad
evaluada para ambas épocas, se muestra una diferencia altamente significativa
(F:20.16; P:0.001), siendo la época lluviosa la que presentó las mayores
concentraciones, y con respecto a los tanques de almacenamiento, el de Parita registró
los mayores niveles de turbiedad, (ver cuadro No.4 y gráfica No. 3).
Cuadro No. 3: Análisis de Varianza entre los niveles de cloro residual obtenido en
los tres tanques de almacenamiento de agua, respecto a las épocas.
Fuente
DF
Suma de
cuadrado
0.31250000
23.93611111
24.24861111
Cuadrado de
la media
0.31250000
0.13447253
F-valor
Pr>F
1
2.32
0.1292
Modelo
178
Error
179
Total
correcto
Con respecto al pH, hubo diferencias significativas, a nivel de los tres tanques para
ambas épocas (F: 1.91; P: 0.15), (ver gráfica No.4) Para el caso de la temperatura, si se
determinaron diferencias significativas entre las dos épocas, a nivel de tanque no se
encontraron diferencias (F: 67.63; P: 0.0001) y (F: 0.39; P: 0.67). (Ver gráfica No.5 )
Cuadro No.4: Evaluación de la Turbiedad a nivel de los tres tanques de
almacenamiento de agua tanto en época seca como lluviosa.
Fuente
Modelo
Error
Total
correcto
DF
1
178
179
Suma de
cuadrado
5.45501437
48.16466765
53.61968202
Recibido: 14/11/14; Aceptado: 9/12/14
Cuadrado de
la media
5.45501437
0.27058802
F-valor
Pr>F
20.16
<.0001**
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Figura No.2: Comparación de los niveles de cloro residual entre los tanques de
almacenamiento de agua tanto en la época seca como lluviosa.
Al establecer la relación entre las bacterias heterotróficas y los parámetros físicoquímicos, el único parámetro es el de la temperatura que mostró una correlación con la
proliferación de estas bacterias para la época seca (r: 0.48), para el resto se obtuvieron
correlaciones negativas o débiles. Esto se corrobora en un estudio sobre el recuento de
bacterias heterotróficas en aguas del Golfo Arauco en Chile, que confirmó la relación
estrecha entre la temperatura y la presencia de estas bacterias (Abarzúa, et al., 1995).
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Figura No.3: Comparación de la Turbiedad evaluada entre los tres tanques de almacenamiento de
agua tanto en época seca como lluviosa.
Los reglamentos técnicos DGNTI-COPANIT 395, de agua potable, establecen un nivel
de 500 unidades formadoras de colonias por mililitros en muestras procesadas para la
técnica de filtro de membrana, siendo que los valores promedios están por debajo de la
norma, lo que determina que los tanques de almacenamiento cumplen con las normas.
Figura No.4: Evaluación de pH entre los tres tanques de almacenamiento de agua tanto en época
seca como lluviosa
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Figura No.5: Evaluación de la temperatura entre los tres tanques de almacenamiento de agua tanto
en época seca como lluviosa.
CONCLUSIONES
Se encontraron diferencias altamente significativas entre los tres tanques evaluados y
las épocas, siendo el tanque de almacenamiento de Chitré y la época seca, los que
presentaron mayores recuentos de bacterias heterotróficas. Respecto a la relación entre
los parámetros físico-químicos y la presencia de bacterias heterotróficas, la temperatura
mostró una correlación positiva con respecto al nivel de bacterias encontradas entre los
tres tanques de almacenamiento de agua.
De acuerdo a Los resultados bacteriológicos por bacterias heterotróficas encontrado, se
demuestra que los tres tanques de almacenamiento de agua cumplieron con las normas
de agua potable de Panamá.
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